2013届高考物理一轮复习备考演练 8.1 磁场及磁场对电流的作用

1 20132013 届高考物理一轮复习备考演练届高考物理一轮复习备考演练 8 18 1 磁场及磁场对电流的作磁场及磁场对电流的作 用用 对应学生 用书P279 1 2011 广东佛山检测 下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是 A 磁感线可以形象地描述各点磁场的方向 B 磁感线是磁场中客观存在的线 C 磁感线总是从磁铁的 N 极出发 到 S 极终止 D 实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线 解析 磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向 但它不是客观存在的线 可用细铁屑 模拟 在磁铁外部磁感线由 N 极到 S 极 但内部是由 S 极到 N 极 故只有 A 正确 答案 A 2 关于磁感应强度B 下列说法中正确的是 A 根据磁感应强度定义B 磁场中某点的磁感应强度B与F成正比 与I成反比 F IL B 磁感应强度B是标量 没有方向 C 磁感应强度B是矢量 方向与F的方向相反 D 在确定的磁场中 同一点的磁感应强度B是确定的 不同点的磁感应强度B可能不 同 磁感线密的地方磁感应强度B大些 磁感线疏的地方磁感应强度B小些 解析 磁感应强度是磁场本身的性质 与放入磁场中的导体中的电流 或受力大小F无 关 A 错误 磁感应强度B是矢量 其方向与F总是垂直的 电流方向与F也总是垂直的 B C 错误 在确定的磁场中 同一点的磁感应强度B是确定的 由磁场本身的物理量决定 与其他外来的一切因素无关 磁感线的疏密程度表示磁场的强弱 D 正确 答案 D 图 8 1 17 3 如图 8 1 17 所示 在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线 a b和c 各导线中的电流大小相同 其中a c 导线中的电流方向垂直纸面向外 b导线电流方向垂直纸面向内 每根导线都受到另外两根 导线对它的安培力作用 则关于每根导线所受安培力的合力 以下说法中正确的是 A 导线a所受合力方向水平向右 B 导线c所受合力方向水平向右 C 导线c所受合力方向水平向左 D 导线b所受合力方向水平向左 解析 首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向 要注意合磁场的方向 然后用左手 定则判定导线的受力方向 可以确定 B 是正确的 答案 B 2 图 8 1 18 4 用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来 让二者等高平行放置 如图 8 1 18 所示 当两导线环中通入方向相同的电流I1 I2时 则有 A 两导线环相互吸引 B 两导线环相互排斥 C 两导线环无相互作用力 D 两导线环先吸引后排斥 解析 通电的导线环周围能够产生磁场 磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产 生力的作用 由于导线环中通入的电流方向相同 二者同位置处的电流方向完全相同 相当 于通入同向电流的直导线 据同向电流相互吸引的规律 判知两导线环应相互吸引 故 A 正 确 转换思维法 答案 A 图 8 1 19 5 如图 8 1 19 所示 在XOY平面中有一通电直导线与OX OY轴相交 导线中电流 方向如图所示 该区域有匀强磁场 通电直导线所受磁场力的方向与OZ轴的正方向相同 该磁场的磁感应强度的方向可能是 A 沿X轴负方向 B 沿Y轴负方向 C 沿Z轴正方向 D 沿Z轴负方向 答案 A 6 2011 广东模拟 在赤道上 地磁场可以看做是沿南北方向并且与地面平行的匀强 磁场 磁感应强度是 5 10 5T 如果赤道上有一条沿东西方向的直导线 长 40 m 载有 20 A 的电流 地磁场对这根导线的作用力大小是 A 4 10 8N B 2 5 10 5N C 9 10 4N D 4 10 2N 解析 地磁场方向是南北方向 电流方向是东西方向 它们相互垂直 可以利用公式 F BIL来计算此安培力的大小为 4 10 2N 答案 D 3 图 8 1 20 7 2011 苏州高三检测 如图 8 1 20 所示 均匀绕制的螺线管水平放置 在其正中 心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A A与螺线管垂直 A导线中的电流方向垂直纸 面向里 开关 S 闭合 A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是 A 水平向左 B 水平向右 C 竖直向下 D 竖直向上 解析 先用安培定则判断螺线管的磁场方向 在A点导线处的磁场方向是水平向左的 再用左手定则判断出导线A受到的安培力竖直向上 故选 D 答案 D 图 8 1 21 8 如图 8 1 21 所示 一弓形线圈通过逆时针方向的电流 在其圆弧的圆心处 垂直 于纸面放置一直导线 当直导线通有指向纸内的电流时 线圈将 A a端向纸内 b端向纸外转动 且靠近导线 B a端向纸内 b端向纸外转动 且远离导线 C a端向纸外 b端向纸内转动 且靠近导线 D a端向纸外 b端向纸内转动 且远离导线 解析 先由等效法 把弓形线圈中的电流等效成一个小磁针 其 N 极垂直纸面向外 而 直线电流的磁场方向在小磁针所在处方向为竖直向上 因此小磁针 N 极将转向磁场方向 即 a端向内转动 b端向外转动 当线圈转过 90 后 a b中电流与直导线电流同向平行 而 弧形部分电流与直导线电流反向平行 但前者离直导线较近 受到的引力较大 后者离直导 线较远 受到的斥力较小 总的作用力为引力 故线圈向直导线靠近 根据以上分析 本题 正确选项应为 A 等效思维法 答案 A 图 8 1 22 9 2012 重庆月考 如图 8 1 22 所示 一段导线abcd弯成半径为R 圆心角为 90 的部分扇形形状 置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中 且与磁场方向 垂直于纸面 4 向里 垂直 线段ab和cd的长度均为 流经导线的电流为I 方向如图 8 1 22 中箭头所 R 2 示 则导线abcd所受到的安培力为 A 方向沿纸面向上 大小为 2BIR 2 B 方向沿纸面向上 大小为 2 BIR 2 C 方向沿纸面向下 大小为 2BIR 2 D 方向沿纸面向下 大小为 2 BIR 2 解析 导线abcd的等效长度为 电流方向等效为水平向右 由左手定则可知安培力 2R 2 方向沿纸面向上 大小为 A 正确 等效思维法 2BIR 2 答案 A 图 8 1 23 10 如图 8 1 23 所示 在倾角为 的光滑斜面上 垂直纸面放置一根长为L 质量 为m的直导体棒 当导体棒中的电流I垂直纸面向里时 欲使导体棒静止在斜面上 可加一 平行于纸面的匀强磁场 当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针转 至水平向左的过程中 下列关于B的大小变化的说法中 正确的是 A 逐渐增大 B 逐渐减小 C 先减小后增大 D 先增大后减小 解析 对通电导线受力分析 通电导线受重力 支持力和安培力作用 三力平衡 当外 加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中 所受的 安培力由沿斜面斜向上转到竖直向上 作出通电导线受力的动态变化图如图所示 由图可知 安培力逐渐增大 则B逐渐增大 A 项正确 答案 A 11 如图 8 1 24 所示 5 图 8 1 24 两根光滑金属导轨平行放置 导轨所在平面与水平面间的夹角为 整个装置处于沿竖 直方向的匀强磁场中 金属杆ab垂直导轨放置 当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I 时 金属杆ab刚好静止 则 A 磁场方向竖直向上 B 磁场方向竖直向下 C 金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上 D 金属杆ab受安培力的方向平行导轨向下 解析 本题考查物体的平衡及安培力方向的判断 受力分析如图所示 当磁场方向竖直 向上时 由左手定则可知安培力水平向右 金属杆ab受力可以平衡 A 正确 若磁场方向竖 直向下 由左手定则可知安培力水平向左 则金属杆ab受力无法平衡 B C D 错误 转 换思维法 答案 A 图 8 1 25 12 如图 8 1 25 所示 MN PQ为水平放置的平行导轨 通电导体棒ab垂直放置在导 轨上 已知导体棒质量m 1 kg 长l 2 0 m 通过的电流I 5 0 A 方向如图所示 导体 棒与导轨间的动摩擦因数 若使导体棒水平向右匀速运动 要求轨道内所加与导体棒 3 3 ab垂直的匀强磁场最小 则磁场的方向与轨道平面的夹角是 g 10 m s2 A 30 B 45 C 60 D 90 解析 对导体棒进行受力分析 如图所示 导体棒受到竖直向下的重力 竖直向上的支 持力 与运动方向相反的摩擦力 故要使导体棒匀速直线运动 则安培力需为动力 则设磁 场方向与轨道平面成 角向左斜向上 由左手定则可知安培力方向与磁场垂直斜向右上方 6 如图所示 则BIlsin N N BIlcos mg 联立 式可得 B 故 60 时 sin cos mg Il 1 2 3 2 sin 1 2cos 1 2 sin 30 磁感应强度最小 答案 C 图 8 1 26 13 2011 福建泉州模拟 如图 8 1 26 所示 两平行金属导轨间的距离L 0 40 m 金属导轨所在的平面与水平面夹角 37 在导轨所在平面内 分布着磁感应强度 B 0 50 T 方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场 金属导轨的一端接有电动势E 4 5 V 内阻r 0 50 的直流电源 现把一个质量m 0 040 kg 的导体棒ab放在金属导轨上 导 体棒恰好静止 导体棒与金属导轨垂直且接触良好 导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 R0 2 5 金属导轨电阻不计 g取 10 m s2 已知 sin 37 0 60 cos 37 0 80